DE2454143A1 - Vorrichtung zur befestigung von leitungsdraehten - Google Patents

Vorrichtung zur befestigung von leitungsdraehten

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DE2454143A1 DE19742454143 DE2454143A DE2454143A1 DE 2454143 A1 DE2454143 A1 DE 2454143A1 DE 19742454143 DE19742454143 DE 19742454143 DE 2454143 A DE2454143 A DE 2454143A DE 2454143 A1 DE2454143 A1 DE 2454143A1
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Jun Suzuki
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung von Drähten, insbesondere auf eine Vorrichtung zur Befestigung von Drähten,mit der automatisch Drähte zwischen Befestigungsanschlüssen an einer Pastille (pellet) und den entsprechenden Leiterteilen befestigt werden können.
Bei der Verbindung von Leitern mit den Leitungs- oder Elektrodenanschlüssen auf einer Halbleiterpastille wird bisher mittels eines Mikroskops die Stellung zur Ausführung der Verbindung überwacht. Dabei geht jedoch die Verbindung verhältnismäßig langsam vonstatten, es können leicht Fehler eintreten und die Arbeit ist sehr ermüdend. Es wurde daher versucht, den Vorgang
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der Verbindung zu automatisieren.
Beispielsweise wird nach dem in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 37 788/72 beschriebenen Verfahren der Teil, um den die Verbindung.auszuführen ist, vergrößert auf die Anzeigeoberfläche einer Katodenstrahlröhre projiziert. Die Koordinaten der Verbindungsstelle werden zur Steuerung des Kopfes eines Verbindungswerkzeuges zur Herstellung der Verbindung abgelesen. Bei diesem Verfahren ist es jedoch schwierig, die Stellung der Pastille und des vergrößert auf die Anzeigeoberfläche projizierten Leiters abzulesen oder mechanisch zu bestimmen. Wird die Ablesung von einer Bedienungsperson vorgenommen, so erfordert sie viel Zeit und bedingt somit eine Verlangsamung der Verbindung. Ferner ist, wenn die Bedienungsperson die Verbindungsstellung der Pastille und des Leiters ablesen soll, eine sehr große Anzeigeoberfläche notwendig. Derartige Anzeigeflächen sind jedoch, nicht genau genug, um eine mit hoher Genauigkeit ausgeführte Verbindung zu erzielen
Aus der japanischen Veröffentlichung "Denshi Zairyo (Electronic Materials)", Mai 1973, S. 38 und 39 ist eine Verbindungsvorrichtungbekannt, bei der die Verschiebungen Δχ, Ay und Δ θ der Stellung, an der die Halbleiterpastille befestigt oder festgelötet ist, gemessen und aus diesen Meßwerten der Verschiebung eine geeignete Bewegung des Verbindungskopfes berechnet wird, um den Draht automatisch anzuschließen. Diese Vorrichtung hat jedoch folgende Nachteile:
1. Da die Meßeinrichtung zur Messung der festen Stellung der Pastille mit der Drahtverbindungseinrichtung vereinigt ist, um sowohl die Stellungsmessung als auch die Verbindung an einer gleichen Stelle auszuführen, ist es nicht möglich, während des Anschließens des Drahts die nächste Stellung zu messen, an der eine weitere Pastille befestigt ist. Bei der Massenproduktion sind daher viele Arbeiter erforderlich.
2. Aus dem gleichen Grunde wie unter 1. wird bei der festen
* Stellung der Pastille eine ITV-Kamera fest eingestellt und
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der Werkstückträger, an dem der Leiterrahmen "befestigt ist, wird bewegt, so daß der Werkstückträger nach dem Anschließen in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden muß, wenn das Magazin für die Einrichtung zum Be- und Entladen des Leiter- ; rähmens vom Werkstückträger getrennt ist.
3. Auf dem Werkstückträger muß eine Einrichtung zur Messung der Verschiebungen δχ> Δ3Γ und δθ..sowie eine Einrichtung zur Zuv fuhr des Werkstücks'vorgesehen sein,, so daß der Werkstückträger verhältnismäßig schwer wird und nicht leicht bewegt werden kann. Hierdurch ergibt sich ferner eine ungenaue Verbindung, weil die Meßeinrichtung wegen der Schwingungen während der Zufuhr des Werkstücks, ungenau ist..
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anschließen von Drähten zu schaffen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und mit der insbesondere eine schnelle und genaue automatische Verbindung von Drähten bei geringem Aufwand an Bedienungspersonal möglich ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläu-, tert. Es zeigen: ' ..;.-.
Fig. 1 die perspektivische Ansicht der einzelnen Einrichtungen einer Befestigungsvorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Befestigungsvorrichtung im Blöckschaltbild;
Fig. 3 die Ansicht eines Leiterrahmens mit einer darauf befestigten Halbleiterpastille;
Fig. 4 die Draufsicht eines Leiterrahmens mit mehreren darauf befestigten Halbleiterpastillen; ■. . " _ .
Fig. 5 die auf einen Bildschirm projizierte obere Oberfläche einer Halbleiterpastille und von Leitern;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung eines besonderen Verfahrens zur Messung der festen Stellung einer Pastille; und zur Berechnung der Verbindungsstellung mittels eines Rechners;
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Fig. 7 und 8 eine Positioniereinrichtung in perspektivischer Darstellung bzw. in Draufsicht.
Fig. 1 zeigt eine Meßeinrichtung 1 zur Messung der Befestigungsstellung der Pastillen, mit einer Anzeigeeinrichtung zur Darstellung eines Werkstücks (einer auf einem Leiterrahmen befestigten, nicht gezeigten Pastille) auf einem Bildschirm 3» beispielsweise mittels eines vergrößernden Projektors, einem Werkstückträger 2, auf dem das Werkstück angeordnet ist, einer x-,y-VerSchiebungseinrichtung 5 mit Daumenhebeln zur Bewegung des Projektors, um das Strichkreuz (Bezugslinien) 4- auf dem Bildschirm 3 in x- und y-Richtung au verschieben, und eine θ-Verschiebungseinrichtung 6 zur Drehung des Bildschirms und Verschiebung des Strichkreuzes 4 in Richtung θ (Winkelrichtung). Ferner ist in Fig. 1 eine Drahtbefestigungseinrichtung 7 gezeigt. Diese enthält einen Befestigungskopf 9, der in Vertikal- und Horizontalrichtung zur Ausführung der Drahtbefestigung hin- und herbeweglich ist. Die Drahtbefestigungseinrichtung 7 ist der Positionsmeßeinrichtung 1 zugeordnet, jedoch getrennt von dieser angeordnet. Beide bilden zusammen das erfindungsgemäße System. Fig. 1 zeigt ferner einen Kleinrechner 10 zur Berechnung der Stellungen, an denen .die Drähte zu befestigen sind, sowie eine numerische Steuereinrichtung zur Steuerung der Drahtbefestigungseinrichtung 7.
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Drahtbefestigungssystems. Jedes Werkstück, das aus einem Leiterrahmen und einer Gruppe daran befestigter Halbleiterpastillen besteht, wird auf die Positions-Meßeinrichtung 1 gelegt und es wird die Position jeder Pastille gemessen. Die gemessenen Positionen anzeigende elektrische Signale werden dem Kleinrechner 10 zugeführt. In diesem werden die Verbindungsstellungen, an denen die Drähte zu befestigen sind, für jede Pastille berechnet. Die Ergebnisse der Berechnung werden auf einem Kassetten-Magnetband gespeichert. Darauf wird jedes Werkstück von der Meßeinrichtung 1 abgenommen und auf die Drahtbefestigungseinrichtung 7 gesetzt. Dabei ist das entsprechende Kassettenband vom Rechner 10 entfernt und auf die
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numerische Steuereinrichtung 11 gesetzt, so daß die Drahtbefestigungseinrichtung 7 entsprechend der Information vom Kassettenband sequentiell die Drähte oder Leiter befestigt.
Da, wie in Fig. 1 gezeigt, die Meßeinrichtung 1 und die Drahtbefestigungseinrichtung 7 getrennt voneinander sind, kann die Ausmessung der Befestigungsstellen auf den Pastillen weitergeführt werden, auch während der Drahtbefestigung durch die Drahtbefestigungseinrichtung 7. Daher können auch mehrere Drahtbefestigungseinrichtungen 7 vorgesehen werden. Die Gruppen von Werkstücken, an denen die Messung ausgeführt wird, und die Kassettenbänder, mit denen die Informationen gespeichert werden, die die gemessenen und berechneten Stellungen wiedergeben, können unter die mehreren Drahtbefestigungseinrichtungen 7 verteilt werden. Die Drahtbefestigungseinrichtungen 7 können von einer einzigen Person bedient werden, da die Drahtbefestigungseinrichtung.7 vollautomatisch arbeitet, mit der Ausnahme, daß die Magazine der Magnetbänder für die Be- und Entladeeinrichtung ersetzt werden müssen. .
Die Stellungsmessung wird indirekt unter Benutzung eines Bezugswerkstücks ausgeführt, da der Hub des Projektors als Anzeigeeinrichtung zu klein ist, um sowohl die Pastille als auch einen Bezugsstift auf dem Leiterrahmen abzudecken, der als Ursprung des Strichkreuzes 4 benutzt wird. Das Bezugswerkstück kann gemäß Fig. 3 einen Leiterrahmen 21 enthalten. Auf einem Teil des Leiterrahmens 21 ist eine Halbleiterpastille 31 befestigt.
Fig. 4 zeigt ein Werkstück mit einem Leiterrahmen 21, der mit mehreren Pastillen 32 besetzt ist. ■
Das Bezugswerkstück wird auf dem Werkstückträger der Positionsmeßeinrichtung 1 gesetzti Die Stellung der Pastille 31 (Koordinaten Xq, Vq und Qq) werden gemäß Fig. 6 genau gemessen. Der Ursprung 0 der X-Y-Koordinaten kann der Mittelpunkt eines Loches 22 zur Positionierung des Leiterrahmens 21 sein.
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„ς. 2454U3
Die gemessene Stellung der Bezugspastille 31 wiedergebende elektrische Signale werden im Kleinrechner 10 gespeichert. Ferner werden elektrische Signale im Kleinrechner 10 gespeichert, die die Normalstellungen der freien Enden der Leiter 33 sowie der Leiteranschlüsse 34 (Fig. 5) auf der Halbleiterpastille 31 bezüglich des Ursprungs 0 wiedergeben.
Der Leiterrahmen 21 mit mehreren darauf angeordneten Halbleiterpastillen 32, an denen die Drähte befestigt werden sollen, wird dann auf den Werkstückträger 2 gesetzt. Die Differenzen oder Verschiebungen δχ, Ay und Δ9 jeder Pastille 32 in X-^Y- und θ-Richtung bezüglich der Bezugspastille 31 gemäß Fig. 6 werden gemessen und die die gemessenen Verschiebungen anzeigenden elektrischen Signale werden dem Kleinrechner 10 zugeführt.
Fig. 5 zeigt die obere Oberfläche der Halbleiterpastille 32 und der Leiter 33, die auf den Bildschirm 3 projiziert sind. Die Stellung des Projektors wird zuvor so eingestellt, daß das Strichkreuz 4 mit der Stellung der Bezugspastille 31 zusammenfällt.
Als Bezugsmarken zur Positionierung der Halbleiterpastillen können die Umfangslinien 35 oder der Leiteranschluß 34 der Pastille 31 verwendet werden. Auch auf den Pastillen ausgebildete Punkte 36a bis 36d können als Bezugsmarken verwendet v/erden.
Wird eine Pastille 32 mit Punkten 36a bis 36d verwendet, so wird der Projektor so bewegt, daß der Punkt 36a mit dem Kreuzungspunkt des Strichkreuzes 4 aufeinander fällt, und daß die Punkte 36b und 36c auf der vertikalen bzw. horizontalen Linie liegen. Die Bewegung des Projektors entspricht den Verschiebungen δχ, Ay und ΔΘ der Pastille 32 gegenüber der Bezugspastille 31·
Der Kleinrechner 10 berechnet auf der Basis der gemessenen Werte Δχ, Ay und Δθ die Stellung (Xp< » Ypj) des i-ten Leiteranschlusses Pi auf der Pastille entsprechend folgenden Gleichungen:
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Pi =· XO *
+ δχ + rcos a . cos(a6 + 9Q) -^rsin a . sin(A9 + θ_)
= χ + ΔΧ + X1COs(Ae +Qq) - V1 . sin(A9
ypi = y0 + Ay + Y1COs(AG + θ0) + X1 . είη(Δθ + θρ
in diesen Gleichungen verwendeten Symbole sind in Fig. 6 gezeigt.
In Abhängigkeit von der Art des herzustellenden Produkts wurde die Stellung (X1, Y1) bezüglich des Ursprungs O, die jeden Anschluß P1 auf einer Bezugspastille 31 definiert, im Kleinrechner ■ 10 zuvor gespeichert. Andererseits wurde die Verbindungsstelle (Xt·> vLi) ^züglich des Ursprungs O am freien Ende jedes Leiters 33 entsprechend dem Anschluß Pi je nach der Art der herzustellenden Produkte im Kleinrechner 10 gespeichert. Die berechneten Stellen (xpi». ypi) und (x^i» vLi^ ^^ ^ede PasT-ille 32 auf dem Leiterrahmen 21 sind auf einer Magnetbandkassette gespeichert.
Der Leiterrahmen 21 wird von der Meßeinrichtung 1 abgenommen und auf die Drahtbefestigungseinrichtung 7 gesetzt. Das Kassettenband wird vom Kleinrechner 10 entnommen und in die Befestigungssteuereinrichtung 21 gesetzt. Darauf verbindet die Drahtbefestigungseinrichtung 7 den Draht zwischen jedem Anschluß Pi und dem entsprechenden Leiter 33 automatisch entsprechend der vom Kassettenband durch die Steuereinrichtung 11 wiedergegebenen Information,
Zur genauen Positionierung sind sowohl die Meßeinrichtung 1 als auch die Drahtbefestigungseinrichtung 7 mit dem gleichen, in den Figuren 7 und 8 gezeigten Positioniermechanismus ausgerüstet. Der Leiterrahmen 21 ist mit dem bereits erwähnten kreisförmigen Loch 22 und mit einem Langloch 23 für jede Pastille 32 versehen. Durch Einsetzen eines zugespitzten oder verjüngten Stiftes 24 in das kreisförmige Loch 22 wird auf dem Leiterrahmen 21 ein Punkt festgelegt. In das Langloch 23 wird ein weiterer Stift 25 einge-
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führt und die eine Kante des Leiterrahmens 21 auf der den Löchern 22 und 23 gegenüberliegenden Seite wird durch eine Rolle 26 auf die Stifte 22 und 25 gepreßt. Auf diese Weise wird ein weiterer Punkt auf dem Leiterrahmen 21 durch den Stift 25 und die Rolle 26 festgelegt. Die in Fig. 7 gezeigten Teile 27 und 28 stellen Niederhalter dar, durch die die leiterrahmen 21 nach unten gedrückt wird.
Mit dem so befestigten Leiterrahmen 21 wird jede Pastille in der Meßeinrichtung 1 vermessen bzw. die Pastille wird in der Befestigungseinrichtung befestigt.
Statt des oben beschriebenen offenen (Off-Line) Betriebs unter Verwendung von Kassettenbändern kann gegebenenfalls ein geschlossener (On-Line) Betrieb bevorzugt werden. Hierbei werden zusammen mit dem Kleinrechner 10 Speicher großer Kapazität verwendet, beispielsweise Magnetscheiben. Bei geschlossener Steuelung der Vorrichtung aur Befestigung von Leitungsdrähten können mehrere Drahtbefestigungseinrichtungen aufgrund des Rechenergebnisses betrieben werden. Dabei wird die Information, die nach Beendigung der Drahtbefestigung-überflüssig wird, gelöscht, so daß weitere Rechenergebnisse in den Speicher eingegeben werden können. Hierduch kann die 'Speicherkapazität im Vergleich mit dem offenen System verringert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung von Leitungsdrähten kann zwar allgemein zur Drahtbefestigung verwendet werden, sie ist jedoch besonders wirtschaftlich bei Elementen mit einer großen Anzahl von Anschlußstellen, beispielsweise bei in starkem Maße integrierten Schaltungen (LSI).
Erfindungsgemäß sind die Einrichtung zur Messung der festen Stellung der Pastillen und die Drahtbefestigungseinrichtung voneinander getrennt, so daß während des Betriebs der Vorrichtung mit der Meßeinrichtung die Stellungen der Pastillen gemessen werden können und so Güte und Schnelligkeit der Drahtbefestigung erhöht werden.
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Wegen .der Trennung der Drahtbefestigungseinrichtung von der Positions -Meßeinrichtung und damit wegen der Steuerung der Bewegung des Verbindungskopfes entsprechend dem Ergebnis der Berechnung braucht kein Leiterrahmen-Halter in der Drahtbefestigungseinrichtung mit einer Manipulationseinrichtung zur Stellungsänderung oder Stellungsmessung vorgesehen zu werden, so daß die Schnelligkeit der Drahtbefestigungseinrichtung erhöht und eine schnelle Drahtbefestigung ermöglicht wird. Da zur Berechnung der Verbindungsstellen ein einziger Kleinrechner für mehrere (z.B. 10 bis 20) Drahtbefestigungseinrichtungen eingesetzt wird, reicht eine Steuereinrichtung für den Verbindungkopf für die Drahtbefestigungseinrichtung aus, ohne daß eine Recheneinrichtung vorgesehen zu werden braucht. Die Vorrichtung zur Befestigung von Leiterdrähten wird daher einfach und billig. Die Stellungsmessung der festen Pastillen kann sehr einfach ausgeführt werden, indem das Strichkreuz auf die Pastille ausgerichtet-wird. Da die Positions-Meßeinrichtung und die Drahtbefestigungseinrichtung voneinander getrennt sind, kann der Projektor und der Schirm bewegt werden, während die Pastille stillgehalten wird. Deswegen entstehai keine Zeitverluste bei der Bewegung des ¥erkstückträgers. Auch werden Ungenauigkeiten mit Sicherheit vermieden.
Patentansprüche
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Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE
1. -'Vorrichtung zur Befestigung eines Leitungsdrahts zwischen
einem Anschluß auf einer auf einem Leiterrahmen befestigten Pastille und einem Leiter im Rahmen, gekennzeichnet durch eine Positions-Meßeinrichtung (1) zur Messung einer Bezugsstellung auf dem Leiterrahmen (21), durch eine Recheneinrichtung (10) zur Berechnung der Verbindungsstellung bezüglich der Bezugsstellung auf der Basis des Ergebnisses der Messung, und durch eine getrennt von der Positions-Meßeinrichtung angeordnete Drahtbefestigungseinrichtung (7), wobei der Befestigungskopf (9) der Drahtbefestigungseinrichtung entsprechend den Rechenergebnissen der Recheneinrichtung angetrieben wird, um den Anschluß und den Leiter mittels eines Drahtes zu verbinden.
2. Vorrichtung zur Befestigung eines Leitungsdrahts zwischen einem Anschluß auf einer auf einem Leiterrahmen befestigten Pastille und einem Leiter im Rahmen, gekennzeichnet durch eine Positions-Meßeinrichtung (1), durch eine Recheneinrichtung (10) zur Berechnung der Verbindungsstellen gegenüber der Bezugsstellung des Leiterrahmens (21) auf der Basis der Meßergebnisse, durch eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Rechenergebnisse, und durch mehrere getrennt von der Meßeinrichtung (1) angeordnete Drahtbefestigungseinrichtungen (7),· wobei der Befestigungskopf
(9) in der Drahtbefestigungserinrichtung (7) entsprechend-dem
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von der Speichereinrichtung abgeleiteten Rechenergebnis angetrieben wird, um die Verbindung zwisdren dem Anschluß und dem Leiter mittels eines Drahtes auszuführen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positions-Meßeinrichtung (1) so ausgeführt ist, daß die Messung der Bezugsstellung auf der Pastille (32) gegenüber der Bezugsstellung des Leiterrahmens (21) ausgeführt wird, indem · die Positions-Meßeinrichtung bei ortsfestem Leiterrahmen bewegt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungskopf (9) der Drahtbefestigungseinrichtung (7) aufgrund des Meßergebnisses unter geschlossener Steuerung angetrieben wird.
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Le e rs & i t
ORIGINAL INSPECTED
DE19742454143 1973-11-14 1974-11-14 Vorrichtung zur befestigung von leitungsdraehten Withdrawn DE2454143A1 (de)

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HK (1) HK6879A (de)

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